[发明专利]交叉张弦桁架结构的下弦节点紧固装置及紧固张拉方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种紧固装置，尤其涉及一种交叉张弦桁架结构的下弦节点紧固装置及紧固张拉方法，属于钢结构领域。

背景技术

张弦桁架结构是将上弦刚性受压构件通过撑杆与下弦拉索组合在一起形成自平衡受力体系，是一种大跨度预应力空间结构体系，也是混合结构体系发展中的一个成功的创造。张弦结构作为一种新型的结构形式，今年来在各种大跨结构中得到了越来越广泛的应用，其结构体系由抗弯刚度较大的桁架杆件和高强度拉索组成，适应空间结构大跨度、轻型、受力合理、简洁的发展趋势，提高了桁架结构的整体稳定性，使结构能跨越较大的空间，能充分利用索材的高强抗拉性，调整体系的内力分布，降低内力幅值，从而提高结构的承载能力。桁架结构的拉索沿主结构交叉呈“X”型布置，其中拉索端头位于桁架端部，这样的布置使构件受力更加合理，体系更加简洁、造型更加美观。但同时也带来了一系列问题，在张弦桁架中，下弦的预应力拉索难与竖向撑杆有效的连接并紧固，致使拉索容易偏心，增加摩擦力，预应力损失较大，紧固件受力屈曲，并最终导致预应力施工完成后交叉张弦桁架结构的索、撑杆、桁架构件的实际内力大小及分布与设计不符，这将对整个弦支结构的力学性能产生不利影响。

目前张弦桁架结构预应力施工常用方法有：(1)单向张拉法。(2)双向张拉法。而索与竖向撑杆的之间的几何关系以及两者之间的摩擦性质、张拉顺序等必然影响预应力损失，并最终导致预应力施工完成后张弦桁架结构的索、撑杆、桁架构件的实际内力大小及分布与设计不符，这将对整个张弦桁架结构的力学性能产生不利影响。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种结构紧凑，可以使拉索和撑杆有效连接并使预应强度提升的交叉张弦桁架结构的下弦节点紧固装置及紧固张拉方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种交叉张弦桁架结构的下弦节点紧固装置，包括撑杆连接件，所述的撑杆连接件中设有撑杆端板，所述的撑杆端板的底部与撑杆连接件间设有十字形弧形插板，所述的十字形弧形插板的底部形成内凹状的穿索球腔，所述的撑杆连接件的下端设有一对左右对称的外凹槽，所述的穿索球腔中设有穿索球，所述的穿索球中设有穿索孔道。

作为优选，所述的撑杆端板的上部设有撑杆十字加劲肋板，所述的撑杆十字加劲肋板和十字形弧形插板分别与撑杆连接件相嵌接，所述的撑杆十字加劲肋板的外壁与和撑杆连接件的外壁、十字形弧形插板的外壁与撑杆连接件的外壁分别呈同一水平面分布，所述的撑杆端板的边缘向撑杆连接件外延伸，所述的撑杆端板的外径大于撑杆连接件的外径。

作为优选，所述的十字形弧形插板包括短弧形插板和长弧形插板，所述的短弧形插板与长弧形插板呈十字状分布，所述的长弧形插板的底部设有内凹状的半圆形凹槽，所述的短弧形插板的底部设有内凹状的弧形凹槽，所述的弧形凹槽的两侧端分别设有向上倾斜的操作斜板，所述的操作斜板与外凹槽呈配接分布，所述的外凹槽呈“∩”形状。

作为优选，所述的穿索球由二个半球组成，二个半球由4个均匀分布的螺栓相紧固，所述的穿索孔道设在二个半球间；所述的撑杆连接件的底部设有封板。

作为优选，所述的外凹槽的直径与穿索孔道的直径相等，所述的穿索孔道的内壁设有拉毛层。

交叉张弦桁架结构的下弦节点紧固装置的紧固张拉方法，按以下步骤进行：

(1)、下弦节点与预应力拉索的安装：

①、将撑杆连接件等强焊接于撑杆的下端；

等强焊接：一种焊接方式，各部分焊接的强度相等；

②、运用转盘进行放索，采用移动平车法把拉索由桁架一端向另一端逐渐放开，使拉索保持直线状运移至安装胎架上并平躺，在与撑杆对应位置安装穿索球；

③、采用牵引千斤顶在桁架两端将拉索提升，当拉索预留精确标志接近撑杆连接件的凹槽下端10～30mm时，将一端拉索头就位；

在提升过程中，以1/2跨度处距离为控制目标，开动桁架另一端的油泵，从拉索头一端到另一端逐个将拉索球从下往上嵌入该榀所有与撑杆连接件中的十字弧形插板的下端的半圆形凹槽中，把拉索、拉索球与撑杆连接件固定并定位，将另一端拉索头就位；

索头引入支座，索体卡入紧固装置；

④、待前一榀张拉完成后依次类推完成其他下弦节点与预应力拉索的安装；

(2)、预应力索张拉：

步骤(1)后，对第一榀主桁架进行拉索张拉；